新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情中医护人员的疲劳监测研究*

陈瑞娟,邓光华,仲月霞,李沛,张楠,王慧泉,王新

(1.天津工业大学生命科学学院，天津 300387;2.空军军医大学第二附属医院门诊部，西安 710000;3.空军军医大学第二附属医院传染科，西安 710000;4.空军军医大学第一附属医院骨科，西安 710000;5.空军军医大学唐都医院，西安 710000)

1 引 言

疲劳是一种常见的亚健康状态[1]，是指自身意识到由于进行活动所需的资源的可用性、利用率或恢复性不平衡，导致身体和精神活动能力下降[2],并且与不良的精神状态、功能受损和各种长期疾病密切相关[3]。然而目前关于疲劳的主要研究领域为驾驶疲劳和视觉疲劳等，关于医护人员疲劳度的研究甚少。新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情期间，医护人员受到前所未有的工作压力。据中国红十字会统计，截至2020年4月，在疫情中共有18位医护人员因过度劳累猝死。因此，关注医护人员工作疲劳度状况，有助于提高救治的工作效率，减少操作失误的风险，避免医护人员因过度疲劳而导致心脑血管疾病甚至猝死[4]。对其他高强度工作从业人员，例如驾驶员[5]、程序员、科研工作者、运动员[6]等，疲劳监测也具有重大意义。据此，我们研究了心率及心率变异性( HRV)与疲劳状态之间的相关性，从而为疲劳评估提供依据。HRV是指逐次心跳间的微小涨落[7]。鉴于HRV是一种非侵入式检测方法，能够反映自主神经系统的变化[8]，本研究基于HRV对疲劳度展开分析，研究HRV在不同疲劳状态之间的差异，该研究对于医护行业工作者的疲劳监测与预警具有十分重要的现实意义和应用价值。

2 对象与方法

2.1 对象

本研究数据通过一款可穿戴远程心电监护设备进行采集[9]，共采集了78例医护人员工作时的心电数据，其中普通病区工作岗位56例，重症病区工作岗位22例；男性医护人员14例，女性医护人员64例，平均年龄为(30.78±3.58)岁。

2.2 方法

2.2.1HRV参数提取 本研究疲劳度观察指标为HRV时域、频域参数，共HR、SDNN、RMSSD、pNN50、LFn、HFn、LFn/HFn七项参数。其中，HR表示一段时间内的平均心率；SDNN表示RR间期的标准差；RMSSD表示相邻RR间期差值的均方根；pNN50表示大于50 ms的RR间期差值个数占总间期个数的百分比；LFn为归一化低频功率，反映交感神经的活性；HFn为归一化高频功率，反映副交感神经的活性；LFn/HFn为归一化低频功率与高频功率的比值，反映交感神经和副交感神经之间的整体平衡程度[10]。本研究采集了医护人员工作时全程的心电数据，并将其离岗前1 h的数据作为疲劳度分析数据，各项指标按照5 min短时HRV分析法进行计算，并对此1 h的各项指标取平均值作为最终的HRV分析值。

2.2.2疲劳度分级 目前，国际上较为认可的疲劳度评价表为疲劳量表-14(fatigue scale-14,FS-14)[11]，但是该量表的条目较复杂，为方便本研究的后续处理，我们设计了针对性的疲劳度问卷量表。在此问卷量表中，详细记录了受试医护人员性别、年龄、工作岗位、工作班次时段、工作时出现的症状等基本信息。量表含身体疲劳度和脑力疲劳度两项，均分为5个等级。为了消除填写身体、脑力疲劳两项内容时存在的主观因素，我们将这两项的量表值进行相加，作为体力+脑力综合疲劳度评判方式，并将相加后的值分为5个等级。疲劳度分级描述内容见表1。疲劳度样本分布见图1，体力、脑力、体力+脑力这三种评判的疲劳度样本整体呈现正态分布，样本众数均为疲劳度3。

表1 疲劳度分级描述

图1 疲劳度样本分布

2.2.3统计学方法 本研究使用SPSS 22.0分析软件进行统计分析，统计内容包括不同疲劳度HRV参数的样本数、平均值、标准误差等。采用单因素方差分析法分析各HRV参数在5个疲劳度级数的差异性，检验水准α=0.05。

3 结果与讨论

表2—表4分别为体力、脑力、体力+脑力三种类型的疲劳度各HRV参数比较结果。可以发现，这三种疲劳类型的HR、LFn/HFn在不同疲劳度的差异性具有统计学意义(P<0.05)，而SDNN、RMSSD、pNN50、LFn、HFn在不同疲劳度的差异性无统计学意义(P>0.05)。

表2 体力疲劳度各项HRV参数比较

表3 脑力疲劳度各项HRV参数比较

表4 体力+脑力疲劳度各项HRV参数比较

图2—图4分别为体力、脑力、体力+脑力三种类型的疲劳度各HRV参数平均值比较结果。可以发现，部分HRV参数与疲劳程度有很强的线性相关。HR随着疲劳度的增大而增加；LFn、LFn/HFn随疲劳度的增加而增加，HFn随疲劳度的增加而减小。

图2 不同体力疲劳度HRV参数均值比较

图3 不同脑力疲劳度HRV参数均值比较

图4 不同体力+脑力疲劳度HRV参数均值比较

HR随着疲劳度的增大而增加，表明医护人员在工作时，疲劳程度加深会导致心动加速。在临床中，将每分钟心率超过100次定义为心动过速，而心动过速可能会导致头昏、心悸、眩晕等症状[12]。当疲劳度大于等于3时，心率均值超过100 bpm。因此，当心率值超过该范围时，可以对医护人员的疲劳程度起预警作用。

从HRV频域参数可以发现，LFn随疲劳度的增加而增加，HFn随疲劳度的增加而减小，表明随着疲劳程度的加深，交感神经的活性增强，而副交感神经的活性降低。LFn/HFn随疲劳度的增加而增加，表明交感神经和副交感神经拮抗失衡。而当自主神经平衡失调时,可引发室性心律失常[13-14]、心力衰竭[15-17]等疾病。因此，这三项频域指标可以对医护人员疲劳时的心力状态提供参考。

由表5可知：(1)女性医护人员的疲劳感明显高于男性。虽然疫情期间男女医护人员均面临较大工作压力，然而女性处理事务比较细致，更劳神费力，并且还要承担更多的家庭任务，因此女性医护人员的工作疲劳问题需要得到更多的关注。(2)年龄大于30岁的医护人员在体力+脑力综合疲劳感低于年龄小于30岁的，可能是由于工作经验和熟练度的增长，工作效率的提高，使得疲劳感降低。(3)由于重症病房的工作强度更大、工作时间长，重症病房的医护人员的疲劳感高于普通病房的医护人员。

表5 不同性别、年龄、工作区的疲劳量表分值均值

医务工作者属于强体力、强脑力劳动群体，特别是COVID-19疫情给一线医护人员带来极大了身体与精神的考验。根据本研究疲劳度问卷量表的反馈，绝大多数医护人员在工作时出现了胸闷、心慌、乏力、气急、视听力下降等症状。因此，医护人员在救助工作的同时，也要注意自身体力和精力保持在正常状态，避免因过度疲劳导致的心血管疾病。睡眠障碍是导致心理疲劳、身体疲劳的重要因素，因此充足良好的睡眠质量对疲劳感的解除有积极作用[18]。在本研究采集的数据中，发现一些医护人员存在室性早搏现象，因此，可以在每天工作离岗后做一次心电图，以掌握自身每日的心血管状态。

4 结论

本研究通过采集COVID-19疫情中一线医护人员工作时的心电数据，分析了救治工作中随着疲劳度增强，HRV参数的变化。通过对体力、脑力、体力+脑力三种状况下的疲劳度分析发现，HR与LF/HF在不同等级的疲劳度之间存在显著差异性(P<0.05)，HR随着疲劳等级增大而增加，LFn与LFn/HFn随疲劳等级增加而增加，HFn随疲劳等级增加而减小，表明这些HRV参数与疲劳等级存在确切的联系，其分布趋势对于疲劳监测也具有理论意义。从自我评价的疲劳量表得分均值得知，疲劳度在医护人员的性别、年龄、工作环境的不同因素中也存在差异。检测医护人员的HRV变化，有助于判断当前的疲劳状态并及时发出预警，能够为医护人员合理安排班次、工作强度与时长提供指导，同时对于其他行业的疲劳监测也具有广阔的研究前景和重要的应用价值。